Was ist ein PCIe -Schalter?
PCIe ist nur eine der vielen Technologien, die sich weiterentwickeln, um große Datenmengen zu bewältigen. GPUs, Speichergeräte und Netzwerkgeräte sind die Komponenten, die PCIe -Slots mit der meisten Fahrspuren für eine schnellere Datenübertragung und höhere Bandbreite verwenden. Diese Geräte werden normalerweise in X16 -PCIe- oder X8 -PCIe -Slots eingeführt, die eine direkte Verbindung zu den PCIe -Lanes der CPU oder SOC haben.
Aber auch die PCIe -Spuren solcher Host -Geräte sind begrenzt und nicht flexibel genug, um mehrere Geräte zu verarbeiten. Fügen Sie einen PCIe -Switch ein und die Datenverarbeitung wird dynamischer.
PCIe -Schalter
PCIe -Switches sind Geräte, die die Anzahl der PCIe -Lanes erweitern als das, was von einem Host -Gerät verfügbar ist, damit mehr Geräte vom Host unterstützt werden können. Beispielsweise kann ein PCIe -Switch die PCIe -Lanes einer X16 -CPU verdoppeln, um mehr GPUs zu unterstützen, als die CPU allein umgehen kann. Einige Schalter können sogar die Gassen auf Hunderte von Ports erweitern. Auf diese Weise können mehr Geräte angeschlossen werden und die CPUS -begrenzte Anzahl von PCIe -Lanes überwinden.
PCIe -Switches verfügen über einen Upstream -Anschluss, der eine Verbindung zum Host, mehrere nachgeschaltete Ports, die eine Verbindung zu den Geräten herstellen. Jedem nachgeschalteten Port wird eine Reihe von PCIe -Lanes zugewiesen und jeder Port ist mit einem Gerät verbunden, sodass die Bandbreite nicht unter den Geräten geteilt wird. Stattdessen werden Datenpakete nur durch die Gassen des Geräts geleitet, das es angefordert hat.
PCIe -Switches benötigen keine spezielle Software oder einen Treiber, um zu arbeiten. Die Switches können über eine Verwaltungssoftware konfiguriert werden, die Hersteller entwickeln, um die Bereitstellung, Konfiguration und Überwachung der Geräte zu vereinfachen. Es ist auch nicht erforderlich, Treiber für die mit dem PCIe -Switch verbundenen Geräte zu installieren, sofern vom Betriebssystem anders angefordert werden. In Windows zum Beispiel wird das im Switch hinzugefügte Gerät automatisch erkannt und der Treiber automatisch installiert. Tatsächlich finden Sie das Gerät sofort unter dem Geräte -Manager.
Weitere Funktionen eines PCIe -Switch sind Interrupt -Handhabung, Konfigurationszugriff, Stromverwaltung und Fehlerberichterstattung, die alle von der Verwaltungssoftware überwacht werden können. Die Leistung des PCIe Switch hängt von der PCIe -Version ab, mit der sie erstellt wurde. Neuere PCIe -Versionen bedeuten die Hälfte der Anzahl der Fahrspuren als die vorherige Version für die gleiche Bandbreite, jedoch zu einer schnelleren Übertragungsrate. Wie bei jedem PCIe -Gerät ist es für PCIe -Switches von größter Bedeutung, um mit PCIe -Iterationen auf dem Laufenden zu bleiben, um die Spitzenleistung zu erzielen.
Arten von PCIe -Switches
Es gibt zwei Arten von PCIe -Switch - Fan -Out -Switch und Fabric Switch. Jeder Switch verarbeitet den Datenhandel anders. Beide Typen unterstützen die Portbifurkation, um die Bandbreite effizient zu nutzen. Mit der Portbifurkation wird der vorgelagerte Port in kleinere Ports aufgeteilt, sodass die anderen Ports zur Verbindung zu anderen Peripheriegeräten verwendet werden können, um die PCIe -Lanes und die Bandbreite vollständig zu optimieren. Da die meisten GPUs mit X8 -Spuren arbeiten können, ohne ihre Leistung zu beeinträchtigen.
Moderne Switches bieten Flexibilität bei der Handhabung der Portbifurkation. Anstelle einer festen Anzahl von Gassen für jeden Port können die Gassen entsprechend dem erweitert oder reduziert werden, was ein Gerät für eine bestimmte Workload benötigt. Dies aktiviert Leerlaufports, während es immer noch keine Anfragen von anderen Geräten gibt und dem aktiven Gerät mehr PCIe -Lanes und damit eine höhere Bandbreite zur Verfügung stellt.
Fan-Out-Switches wurden aufgrund ihrer einfachen Architektur weit verbreitet, aber der Stofftyp gewinnt auch an Popularität, weil es vielseitig bei der Behandlung mehrerer Hosts umgeht.
Fanout PCIe Switch
Die Fanout PCIe Switch -Topologie ist viel einfacher als die Topologie des Fabric Switch. Die PCIe -Spuren werden multipliziert und dann in separate Gassen für verschiedene Geräte unterteilt. Es gibt nur einen stromaufwärts gelegenen Port für das Host -Gerät. Da Datenpakete einem einfachen Pfad vom Host zum Ziel folgen, können Fanout -Switches die Signalintegrität beibehalten. Darüber hinaus sind Fanout -Switches im Allgemeinen einfacher zu bereitstellen als ihre Stoffkollegen, da sie nicht viele Einstellungen benötigen. Fanout -Switches können jedoch nur ein Host -Gerät unterstützen.
Stoffpcie -Schalter
Der Stoff -PCIe -Switch ist komplexer als der Fanout -Switch, aber vielseitiger und flexibler. Es kann nicht nur mehrere Geräte unterstützen, sondern auch mehrere Hosts akzeptieren. Die Hosts werden auf die gleichen Geräte überbrückt. Wenn mehrere Hosts hergestellt werden, kann eine Vielzahl von Geräten und Systemen miteinander verbunden werden, um Unternehmen zu helfen, Kosten zu sparen, indem sie die Notwendigkeit beseitigen, mehr Computersysteme zu kaufen oder teure Upgrades durchzuführen, um zahlreiche Geräte zu unterstützen.
Abschluss
Ein PCIe -Switch fungiert im Grunde genommen als E/A -Controller und vergrößert die Funktionen der Host -Geräte, um mehr Geräte zu unterstützen. Aufgrund ihrer Hochleistungs-, niedrigen Latenz- und geringen Stromverbrauch sind PCIe-Switches zu einer Kernkomponente von Computersystemen in der gesamten Branche geworden. PCIe -Switches werden in der Regel in Verteidigungs-, Finanz-, Gesundheits-, Industrie- und Unternehmensservern und Workstations sowie für verschiedene Testgeräte, Videoproduktionsgeräte, Geräte für Rechenzentren, Telekommunikationsinfrastrukturen, Netzwerke und andere Konnektivitätsanwendungen verwendet. PCIe-Switches sind die Anlaufstelle von Systemdesignern für die Verbindung mehrerer Systeme, zahlreichen Geräte und anderen Peripheriegeräten. Sie können zwischen den beiden Arten von PCIe -Switches wählen, um ihre Designs effektiv zu implementieren und gleichzeitig die Kosten effizient zu sparen.